硫及其化合物导学案(教师版)

硫及其化合物

考点1 二氧化硫的性质

1. 物理性质：SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，溶于水(1∶40)，液化。

2. 化学性质

(1) 作为酸性氧化物(与CO2相似)，能与、、反应。

SO2+H2O(SO2通入石蕊试液中，石蕊)

SO2+CaO

SO2(少量)+2NaOH

SO2(过量)+NaOH(SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，现象是)

SO2+Ca(OH)2(少量SO2可以使澄清石灰水变)

(2) 从化合价角度来看，SO2既有氧化性又有还原性。

①氧化性：SO

2

+2H2S

②还原性

与O2反应：(工业制硫酸)

与碘水反应：(SO2通入I2的淀粉溶液，现象是)

与Fe3+的盐溶液(酸性)反应：与H2O2溶液(酸性)反应：SO2+H2O22H++S

2-

4 O

与酸性KMnO4溶液反应：。

(SO2通入酸性KMnO4溶液中，现象是)

(3) SO2还具有漂白性，可以使溶液褪色，加热又恢复至溶液的原颜色。

3. SO2的实验室制备(写出化学方程式)：Na2SO3(s)+H2SO4(浓)

【举题说法】

例题1 在探究SO2水溶液成分和性质的实验中，下列根据实验现象得出的结论正确的是( )

A. 向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末，有气泡产生，说明SO2水溶液呈酸性

B. 向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生，说明SO2水溶液中含有S

2-

4 O

C. 向SO2水溶液入H2S气体，有淡黄色沉淀产生，说明SO2水溶液具有氧化性

D. 向KMnO4溶液中滴加SO2水溶液，溶液颜色褪去，说明SO2水溶液具有漂白性【答案】AC 变式1 某同学设计了如下装置用于制取SO2和验证SO2的性质。已知：1.0mol·L-1Fe(NO3)3溶液的pH=1。

试回答以下问题：

(1) 装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为，导管①的作用是。

(2) B、C、D三个装置分别先后验证了SO2的哪些性质(填字母)。

A. 吸附性、酸性、还原性

B. 还原性、酸性、还原性

C. 漂白性、酸性、还原性

D. 漂白性、酸性、氧化性

(3) SO2和品红反应的原理是。

(4) 实验前鼓入N2的目的是，简述此操作是否有必要：。

(5) 装置E中产生了白色沉淀，其成分是(填化学式)，分析E中产生白色沉淀的可能原因及观察到的现象(写两种)。

可能①：；现象：。

可能②：；现象：。

【答案】(1) 分液漏斗平衡压强，使分液漏斗液体能够顺利流下(2) C (3) 与品红化合生成不稳定的无色物质(4) 排尽装置中的空气有必要，防止溶液中SO2被空气中的O2氧化而干扰E中实验(5)

BaSO4SO2与Fe3+反应生成S

2-

4

O

溶液由棕黄色变为浅绿色在酸性条件下SO2与N

-

3

O

反应生成S

2-

4

O

溶液中有气泡产生

1. 酸性氧化物通入钡盐(或钙盐)溶液中

(1) SO2通入BaCl2溶液中，无现象，不能发生反应。

(2) CO2通入CaCl2溶液中，无现象，不能发生反应。

(3) SO3加入BaCl2溶液中，有白色沉淀：SO3+H2O+BaCl2BaSO4↓+2HCl

(4) SO2通入Ba(NO3)2溶液中，有白色沉淀：3SO2+2H2O+3Ba2++2N

-

3

O

3BaSO4↓+2NO↑+4H+

2. SO2与CO2的鉴别

SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可以消失，所以不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2，可以用如下方法鉴别。

(1) 闻气味：有刺激性气味的是SO2。

(2) 利用SO2的漂白性：用品红溶液，使品红溶液褪色的是SO2(有时还需要再加热看能否复原)，不能使品红溶液褪色的是CO2。

(3) 利用SO2的氧化性：用氢硫酸，出现浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2。

(4) 利用SO2的还原性

①用酸性高锰酸钾溶液，褪色的是SO

，无明显现象的是CO2。

2

②用溴水，橙色褪去的是SO

，无明显变化的是CO2。

2

③用硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是SO

，无明显变化的是CO2。

2

④用FeCl

溶液，使棕黄色变浅的为SO2，无明显变化的是CO2。

3

考点2 硫酸及硫酸根离子的检验

1. 浓硫酸的物理性质

纯硫酸是色液体，能以与水混溶，溶于水时(填“放”或“吸”)热，沸点，难挥发。浓硫酸稀释时，应将加入中，并不断。

2. 浓硫酸的特性

(1) 吸水性：吸收混在气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的部分结晶水。

用途：常用作干燥剂。能干燥的气体：等；不能干燥的气体：等。

(2) 脱水性：把物质中的脱去，属于变化。

(3) 强氧化性

①金属Fe、Al常温下接触浓硫酸或浓硝酸时会。它们的表面被氧化为致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了酸与层金属的进一步反应。所以常温下，铝制或铁制容器是可以用来。

②与金属反应：加热时，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成。

Cu+2H2SO4(浓)。

③与非金属反应：热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为，在这类反应中浓硫酸只表现。

C+2H2SO4(浓)。

(蔗糖与浓硫酸的脱水实验中，闻到刺激性气味的原因)

S+2H2SO4(浓)

④与其他还原性物质反应

H2S+H2SO4(浓)

2HI+H2SO4(浓)

例题2 某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料，采用多种方法制取硫酸铜。制备方法如下：方法一

(1) 甲同学取6.4g铜片和10mL18 mol·L-1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分。设计下列实验：

实验步骤：倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌。实验现象：。

实验结论：所得灰白色固体的化学式为。

(2) 乙同学还观察到加热过程中，试管壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。淡黄色固体消失的原因是(用化学反应方程式回答) 。

直到最后反应完毕，发现试管中还有铜片剩余。乙同学根据自己所学的化学知识，认为试管中还有硫酸剩余。他这样认为的理由是。

方法二

(3) 丙同学认为甲同学设计的实验方案不好，他自己设计的思路如下：

2Cu+O22CuO、CuO+H2SO4CuSO4+H2O

对比甲同学的方案，你认为丙同学的优点是

2，

②。

方法三

(4) 丁同学取一块铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入双氧水，发现溶液逐渐呈蓝色。写出反应的化学方程式：。

【答案】(1) 灰白色物质溶解，溶液变为蓝色CuSO4(2) S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O 随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐变小，稀硫酸不能与铜发生反应(3) ①产生等量的硫酸铜，消耗的硫酸更少②不产生污染物SO2(4) H2SO4+Cu+H2O2CuSO4+2H2O

变式2 某研究性学习小组设计如下实验装置进行探究。

(1) 装置A中反应的化学方程式为。

(2) 实验结束后，欲验证反应生成气体的还原性，小组同学取装置B中溶液少量于一洁净的试管中，应向试管中加入的试剂是(填字母)。

a. 品红溶液

b. 稀盐酸

c. BaCl2溶液

d. 稀硝酸

(3) 实验结束，小组同学立即熄灭酒精灯，可能导致的后果是。

(4) 实验结束，发现在铜片表面附着黑色固体。查阅资料得知：此黑色固体可能含有CuO、CuS、Cu2S。常温下CuS和Cu2S都不溶于稀盐酸，在空气中煅烧都转化为Cu2O和SO2。该小组同学收集一定量黑色固体，按如下实验方案探究其成分：

1步骤Ⅱ中检验滤渣洗涤干净的实验方法是。

②黑色固体的成分是。

【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O (2) bc (3) 装置B中的溶液会倒吸，可能引起烧瓶破裂(4) ①取最后一次洗涤滤液少许，滴加少量AgNO3溶液，无明显现象②CuO、CuS、

Cu2S

考点3 硫及其化合物的相互转化

1.

2. 当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降。

如：H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O

3. 相邻价态的微粒不发生氧化还原反应

如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。

4. 含硫物质的连续氧化

例题3 在硫黄、二氧化硫和硫酸这三种物质中，设计实验，探究这三种价态硫元素间的相互转化。

提供的试剂：硫黄、亚硫酸钠、浓硫酸、氢硫酸、酸性KMnO4溶液、氯水、铜片、O2、SO2。

完成实验方案和实验记录：

实验编号预期的转化选择的试剂实验现象结论

1 0 →+4

2 +4 → 0

3 +

4 →+6

4 +6 →+4

【答案】

实验编号预期的转

化

选择的试剂实验现象结论

1 0 →+4 硫黄、氧气硫剧烈燃烧，发出蓝紫色

火焰，有刺激性气味的气

体生成

S具有还原性

2 +4 → 0 二氧化硫、氢硫酸有淡黄色沉淀生成SO2具有氧化性

3 +

4 →+6 二氧化硫、酸性

KMnO4溶液

溶液紫红色褪去SO2具有还原性

4 +6 →+4 铜片、浓硫酸Cu溶解，溶液变蓝，有刺

激性气味的气体生成

浓硫酸具有氧化

性

变式3 (2016·一模)SO2与H2S混合生成S和H2O，下列说确的是( )

A. SO2的排放是造成酸雨的唯一原因

B. 该反应说明SO2具有还原性

C. 自然界不存在单质形式的硫

D. 在该反应条件下，H2S的还原性强于S的还原性【答案】D

微课2 火法炼铜: 传统炼铜的方法主要是火法炼铜，其主要反应如下：

①2CuFeS

2

+4O2Cu2S+3SO2+2FeO ②2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2

③2Cu

2

O+Cu2S6Cu+SO2↑

(1) 每生成1mol Cu，共消耗mol O2；(2) 反应③中的氧化剂是。

答案：(1) 2.5 (2) Cu2O、Cu2S

【随堂检测】

1. 下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。若每步反应都完全，下列说确的是(设反应过程中溶液的体积不变)( )

A. 溶液B中发生的反应为2SO2+O22SO3

B. 由反应过程可推知氧化性：O2>Fe3+>S

2-

4 O

C. 溶液的pH：A>B>C

D. A与C溶液成分相同，但物质的量浓度之比不同【答案】BD

2. 用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )

A. 上下移动①中铜丝可控制SO2的量

B. ②中选用品红溶液验证SO2的生成

C. ③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2

D. 为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色

【答案】 D 【解析】上下移动铜丝可改变与浓硫酸接触的铜丝的量，进而控制生成SO2的量，A正确；SO2的检验用品红溶液，B正确；过量SO2可用NaOH溶液吸收，C正确；由于浓硫酸过量，而浓硫酸遇水会放出大量热量，要确认CuSO4生成，应取①中溶液少许倒入水中并搅拌，D错误。

3. 某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如下图所示。下列说法错误的是( )

A. X可能含有2种盐

B. Y可能含有(NH4)2SO4

C. a是SO3

D. (NH4)2S2O8中S的化合价不可能为+7价

【答案】 C 【解析】SO2与氨水反应生成X，则X中含有亚硫酸铵或亚硫酸氢铵中的一种或两种，在X中加过量硫酸生成硫酸铵或硫酸氢铵和二氧化硫气体，二氧化硫经氧化、水合等生成硫酸，气体a为二氧化硫。X中含有亚硫酸铵或亚硫酸氢铵，A正确；Y可能为硫酸铵或硫酸氢铵，B正确；a为SO2，C错误；S最外层有6个电子，最高正化合价是+6价，则S的化合价不可能为+7价，D正确。

4. 判断下列说法是否正确。

(1) 二氧化硫通入酸性KMnO4溶液中，溶液紫红色褪去，体现了SO2的漂白性。( )

(2) 品红溶液中分别通入SO2和Cl2，品红均褪色。( )

(3) 浓硫酸有吸水性，可用于干燥氨气和二氧化硫。( )

(4) 常温下，铝遇浓硫酸会钝化，可用铝槽车运输浓硫酸。( )

(5) 二氧化硫具有还原性，可用二氧化硫水溶液吸收溴蒸气。( )

(6) 二氧化硫有漂白、杀菌性能，可在食品生产量使用。( )

(7) 利用浓硫酸的脱水性，干燥SO2和Cl2。( )

(8) SO2具有漂白性，可用于纸浆漂白。( )

(9) BaCO3、BaSO4都难溶于水，均可用作钡餐。( )

(10) 减少SO2的排放，可以从根本上消除雾霾。( )

【答案】(1) ?(2) √(3) ?(4) √(5) √(6) ?(7) ?(8) √(9) ?(10) ?

【课后检测】

1. 浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是( )

A. 酸性

B. 脱水性

C. 强氧化性

D. 吸水性

2. 下列物质能使品红溶液褪色，且褪色原理基本相同的组合是( )

①活性炭②氯水③二氧化硫④臭氧⑤次氯酸钠⑥双氧水

A. ①②④

B. ②③⑤

C. ②④⑤⑥

D. ③④⑥

3. SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变成棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化，下列说法不正确的是( )

A. 上述过程中，最终被还原的是N

-

3 O

B. 从上述反应可以得出结论，氧化性：HNO3>Fe3+>稀硫酸

C. 上述过程中，会产生一种无色难溶于水的气体

D. 假设SO2完全反应，同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为1∶1

4. 下列过程中，最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是( )

A. 无色溶液白色沉淀

B. Ba(NO3)2溶液白色沉淀

C. Fe(NO3)2溶液白色沉淀

D. 无色溶液白色沉淀白色沉淀

5. (2015·闸北二模)将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色，同时有白色沉淀产生。针对上述变化，下列分析正确的是( )

A. 该实验表明SO2有漂白性

B. 白色沉淀为BaSO3